工业机器人PPT培训课件
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引人机器人会取得下述效益:
a.改善多品种混流生产的柔性;
b. 提高焊接质量昈提高生产率;
c. 把工人从恶劣的作业环境中解放出来。
今天，机器人已经成为汽车生产行业的支柱装备。
(2)点焊机器人的性能要求 最初，点焊机器人只用于增强焊作业 (往己拼接好的工件上增
加焊点)。后来为了保证拼接精度，又让机器人完成定位焊作业。 这样点焊机器人逐渐被要求具有更全的作业性能。
①零件供给器
零件供给器的作用是保证机器人能逐个正确地抓取待装配零件， 保证装配作业正常进行。
给料器 用振动或回转机构把零件排齐，并逐个送到指定位置。
托 盘 大零件或易磕碰划伤的零件加工完毕后一般应码放在称 为"托盘"的容器中运输，托盘装置能按一定精度要求把零件送到给 定位置，然后再由机器人一个一个取出。
力传感器一般装在腕部，用来检测腕部受力情况，一般在精密 装配或去飞边一类需要力控制的作业中使用。
（2） 装配机器人的周边设备
机器人进行装配作业时，除机器人主机、手爪、传感器外，零 件供给装置和工件搬运装置也至为重要。无论从投资额的角度还是 从安装占地面积的角度，它们往往比机器人主机所占的比例大。周 边设备常由可编程控制器控制，此外一般还要有台架、安全栏等。
① 工作环境包含易爆的喷涂剂蒸气;
② 沿轨迹高速运动，途经各点均为作业点;
③ 多数和被喷涂件都搭载在传送带上，边移动边喷涂，所以它需 要一些特殊性能。
喷涂机器人通常有液压喷涂机器人和电动喷涂机器人两类。
(1)液压喷涂机器人
机器人的结构为六轴多关节型，工作空间大，腰回转采用液压 马达驱动，手臂采用油缸驱动。手部采用柔性用腕结构，可绕臂的 中心轴沿任意方向做±110弯曲，而且在任意弯曲状态下可绕腕中 心轴扭转420。由于腕部不存在奇异位形，所以能喷涂形态复杂的 工件并具有很高的生产率。
器人中的应用逐渐减少，甚至大型机器人也在朝电机驱动方向过渡。 随着微电子技术的发展，机器人技术在性能、小型化、可靠性以及 维修等方面的进步日新月异。
在机型方面尽管主流仍是多用途的大型六轴垂直多关节型机器 人，但是出于机器人加工条件的需要，一些汽车制造厂家也在进行 开发立体配置的3一5轴小型专用机器人的尝试。
2.5.3 装配机器人 （1）装配机器人（装配单元、装配线）
水平多关节型机器人是装配机器人的典型代表。 它共有4个自由度:两个回转关节，上下移动以及手腕的转动。 最近开始在一些机器人上配备各种可换手，以增加通用性。
手爪主要有电动手爪和气动手爪两种形式
气动手爪相对来说比较简单，价格便宜， 因而在一些要求不太高的场合用得比较多。
②输送装置 在机器人装配线上，输送装置承担把工件搬运到各作 业地点的任务，输送装置中以传送带居多。输送装置的技术问题是 停止精度、停止时的冲击和减速振。减震器可用来吸收冲击能。
2.5.4 喷涂机器人 (painting robot)
喷涂机器人广泛用于汽车车体、家电产品和各种塑料制品的喷 涂作业。
喷涂机器人在使用环境和动作要求上有如下的特点:
电动手爪造价比较高，主要用在一些特殊场合
带有传感器的装配机器人可以更好地顺应对象物进行柔软的操 作。装配机器人经常使用的传感器有视觉传感器、触觉传感器、接 近觉传感器和力传感器等。
视觉传感器主要用于零件或工件的位置补偿，零件的判别、确 认等。
触觉和接近觉传感器一般固定在指端，用来补偿零件或工件的 位置误差，防止碰撞等。
弧焊机器人的应用范围 弧焊机器人的的性能要求 速度的稳定性
轨迹精度 弧焊机器人的分类
弧焊机器人技术的发展趋势
光学式焊接传感器 标准焊接条件设定装置 离线示教 其他
源自文库
2.5.2 点焊机器人
(1)点焊机器人的应用范围
汽车工业是点焊机器人一个典型的应用领域。一般装配每台汽 车车体大约需要完成3001一4001个焊点，而其中的60%是由机器人 完成的。在有些大批量汽车生产线上，服役的机器人台数甚至高达 151台。
具体来说有: a.安装面积小，工作空间大; b.节距的多点定位 (例如每0.3一0.4S移动30一50mm节距后定位); c.定位精度高 (+0.25mm)，以确保焊接质量; d.持重大 (60一150kgf)，以便携带内装变压器的焊钳; f.示教简单，节省工时 g.安全可靠性好。
(3) 点焊机器人的分类 在驱动形式方面，由于电伺服技术的迅速发展，液压伺服在机
工业机器人
工业机器人编程及仿真
机器人编程的种类与特征
机器人的语言功能
CP 控制方式 PTP控制方式
仿真技术
a. 设计机器人时结构分析和运动分析的仿真技术; b. 支持机器人编程的仿真技术。
机器人作业示教的仿真 机器人建模 支持机器人编程的仿真技术
离线仿真技术 在线仿真技术
典型的工业机器人
弧焊机器人
关键技术：
①高精度伺服控制技术
在补偿臂姿态、变速变化引起的惯性矩变化的位置反馈回路中采 用可变PID控制;
在速度反馈系统中进行可变P控制，以补偿作业中喷涂速度可能 发生的大幅度的变化;
实施加减速控制，以防止在运动轨迹的拐点产生振动。
②液压系统的限速措施
用遥控操作进行示教和修正时，需要操作者靠近机器人作业。 为了安全起见，不但应在软件上采取限速措施，而且在硬件方面应 加装限速液压回路。
③防爆技术
喷涂机器人主机和操作板必须满足本质防爆安全规程的有关规 定。
(2)电动喷涂机器人
近年来，由于AC伺服电机的应用和高速伺服技术的迸步，在 喷涂机器人中采用电驱动已经参展为可能。现阶段，电动喷涂机器 人多采用耐压或内压防爆结构，限定在1级危险环境 (在通常条件下 有生成危险气体介质之虞)和2级危险环境 (在异常条件下有生成危 险气体介质之虞)下使用。
(4)典型点焊机器人的规格
以持重120kgf，最高速度4m/s的六轴垂直多关节机器人为例， 其规格性能如图2-25、图2-26及表7-8所示。这是一种典型的点焊 机器人，可胜任大多数本体装配工序的点焊作业。
(5)点焊机器人技术的发展动向
目前正在开发一种新的点焊机器人系统，它的概念如图2-27。 这种系统力图把焊接技术与CAD、CAM技术完美地结合起来，提 高生产准备工作的效率，缩短产品设计投产的周期，从而使整个机 器人系统取得更高的效益。
a.改善多品种混流生产的柔性;
b. 提高焊接质量昈提高生产率;
c. 把工人从恶劣的作业环境中解放出来。
今天，机器人已经成为汽车生产行业的支柱装备。
(2)点焊机器人的性能要求 最初，点焊机器人只用于增强焊作业 (往己拼接好的工件上增
加焊点)。后来为了保证拼接精度，又让机器人完成定位焊作业。 这样点焊机器人逐渐被要求具有更全的作业性能。
①零件供给器
零件供给器的作用是保证机器人能逐个正确地抓取待装配零件， 保证装配作业正常进行。
给料器 用振动或回转机构把零件排齐，并逐个送到指定位置。
托 盘 大零件或易磕碰划伤的零件加工完毕后一般应码放在称 为"托盘"的容器中运输，托盘装置能按一定精度要求把零件送到给 定位置，然后再由机器人一个一个取出。
力传感器一般装在腕部，用来检测腕部受力情况，一般在精密 装配或去飞边一类需要力控制的作业中使用。
（2） 装配机器人的周边设备
机器人进行装配作业时，除机器人主机、手爪、传感器外，零 件供给装置和工件搬运装置也至为重要。无论从投资额的角度还是 从安装占地面积的角度，它们往往比机器人主机所占的比例大。周 边设备常由可编程控制器控制，此外一般还要有台架、安全栏等。
① 工作环境包含易爆的喷涂剂蒸气;
② 沿轨迹高速运动，途经各点均为作业点;
③ 多数和被喷涂件都搭载在传送带上，边移动边喷涂，所以它需 要一些特殊性能。
喷涂机器人通常有液压喷涂机器人和电动喷涂机器人两类。
(1)液压喷涂机器人
机器人的结构为六轴多关节型，工作空间大，腰回转采用液压 马达驱动，手臂采用油缸驱动。手部采用柔性用腕结构，可绕臂的 中心轴沿任意方向做±110弯曲，而且在任意弯曲状态下可绕腕中 心轴扭转420。由于腕部不存在奇异位形，所以能喷涂形态复杂的 工件并具有很高的生产率。
器人中的应用逐渐减少，甚至大型机器人也在朝电机驱动方向过渡。 随着微电子技术的发展，机器人技术在性能、小型化、可靠性以及 维修等方面的进步日新月异。
在机型方面尽管主流仍是多用途的大型六轴垂直多关节型机器 人，但是出于机器人加工条件的需要，一些汽车制造厂家也在进行 开发立体配置的3一5轴小型专用机器人的尝试。
2.5.3 装配机器人 （1）装配机器人（装配单元、装配线）
水平多关节型机器人是装配机器人的典型代表。 它共有4个自由度:两个回转关节，上下移动以及手腕的转动。 最近开始在一些机器人上配备各种可换手，以增加通用性。
手爪主要有电动手爪和气动手爪两种形式
气动手爪相对来说比较简单，价格便宜， 因而在一些要求不太高的场合用得比较多。
②输送装置 在机器人装配线上，输送装置承担把工件搬运到各作 业地点的任务，输送装置中以传送带居多。输送装置的技术问题是 停止精度、停止时的冲击和减速振。减震器可用来吸收冲击能。
2.5.4 喷涂机器人 (painting robot)
喷涂机器人广泛用于汽车车体、家电产品和各种塑料制品的喷 涂作业。
喷涂机器人在使用环境和动作要求上有如下的特点:
电动手爪造价比较高，主要用在一些特殊场合
带有传感器的装配机器人可以更好地顺应对象物进行柔软的操 作。装配机器人经常使用的传感器有视觉传感器、触觉传感器、接 近觉传感器和力传感器等。
视觉传感器主要用于零件或工件的位置补偿，零件的判别、确 认等。
触觉和接近觉传感器一般固定在指端，用来补偿零件或工件的 位置误差，防止碰撞等。
弧焊机器人的应用范围 弧焊机器人的的性能要求 速度的稳定性
轨迹精度 弧焊机器人的分类
弧焊机器人技术的发展趋势
光学式焊接传感器 标准焊接条件设定装置 离线示教 其他
源自文库
2.5.2 点焊机器人
(1)点焊机器人的应用范围
汽车工业是点焊机器人一个典型的应用领域。一般装配每台汽 车车体大约需要完成3001一4001个焊点，而其中的60%是由机器人 完成的。在有些大批量汽车生产线上，服役的机器人台数甚至高达 151台。
具体来说有: a.安装面积小，工作空间大; b.节距的多点定位 (例如每0.3一0.4S移动30一50mm节距后定位); c.定位精度高 (+0.25mm)，以确保焊接质量; d.持重大 (60一150kgf)，以便携带内装变压器的焊钳; f.示教简单，节省工时 g.安全可靠性好。
(3) 点焊机器人的分类 在驱动形式方面，由于电伺服技术的迅速发展，液压伺服在机
工业机器人
工业机器人编程及仿真
机器人编程的种类与特征
机器人的语言功能
CP 控制方式 PTP控制方式
仿真技术
a. 设计机器人时结构分析和运动分析的仿真技术; b. 支持机器人编程的仿真技术。
机器人作业示教的仿真 机器人建模 支持机器人编程的仿真技术
离线仿真技术 在线仿真技术
典型的工业机器人
弧焊机器人
关键技术：
①高精度伺服控制技术
在补偿臂姿态、变速变化引起的惯性矩变化的位置反馈回路中采 用可变PID控制;
在速度反馈系统中进行可变P控制，以补偿作业中喷涂速度可能 发生的大幅度的变化;
实施加减速控制，以防止在运动轨迹的拐点产生振动。
②液压系统的限速措施
用遥控操作进行示教和修正时，需要操作者靠近机器人作业。 为了安全起见，不但应在软件上采取限速措施，而且在硬件方面应 加装限速液压回路。
③防爆技术
喷涂机器人主机和操作板必须满足本质防爆安全规程的有关规 定。
(2)电动喷涂机器人
近年来，由于AC伺服电机的应用和高速伺服技术的迸步，在 喷涂机器人中采用电驱动已经参展为可能。现阶段，电动喷涂机器 人多采用耐压或内压防爆结构，限定在1级危险环境 (在通常条件下 有生成危险气体介质之虞)和2级危险环境 (在异常条件下有生成危 险气体介质之虞)下使用。
(4)典型点焊机器人的规格
以持重120kgf，最高速度4m/s的六轴垂直多关节机器人为例， 其规格性能如图2-25、图2-26及表7-8所示。这是一种典型的点焊 机器人，可胜任大多数本体装配工序的点焊作业。
(5)点焊机器人技术的发展动向
目前正在开发一种新的点焊机器人系统，它的概念如图2-27。 这种系统力图把焊接技术与CAD、CAM技术完美地结合起来，提 高生产准备工作的效率，缩短产品设计投产的周期，从而使整个机 器人系统取得更高的效益。